[发明专利]稳压器、图像传感器和方法

说明书

提供了一种稳压器电路、图像传感器和方法。稳压器电路包括电源端子(401，501、701)和接地端子(402、602)，以及耦合在电源端子(401，501，701)和接地端子(402、602)之间的差分放大器(110、310、410、510、610、710)。稳压器电路还包括输出晶体管(120、320、420、520、620、720)，其包括耦合到差分放大器(110、310、410、510、610、710)的输出节点以接收栅极电压并在输出晶体管(120、320、420、520、620、720)的输出节点处提供经调节的输出电压的栅极节点。差分放大器(110、310、410、510、610、710)被配置为基于参考电压和经调节的输出电压之间的差值来提供栅极电压。稳压器还包括耦合在差分放大器(110、310、410、510、610、710)中的虚拟接地节点与电源端子(401,501、701)或接地端子(402、602)之间的补偿电容和差分放大器(110、310、410、510、610、710)中的虚拟接地节点。

背景技术

稳压器、特别是线性稳压器是用于维持稳定电压的器件。低压差或LDO稳压器是一种DC线性稳压器，即使在电源电压非常接近输出电压时也能调节输出电压。这种稳压器具有广泛的适用性。例如，稳压器可以与模数转换器(ADC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和其他高性能/高功率产品一起使用。即使到稳压器中的输入电压接近输出电压的情况下，稳压器也可以向这些高性能/高功率产品的一个或多个组件提供干净的(例如，平稳的)输出电压。

用于测量线性稳压器性能的参数是PSRR(电源抑制比、电源纹波抑制或电源纹波抑制比)。PSRR描述了线性稳压器避免耦合到LDO输出的不期望的电源噪声/干扰的能力。对于具有合理功耗的LDO，很难在宽频率范围内实现高PSRR。在具有高PSRR的线性稳压器中，电源噪声和干扰不会耦合到敏感输出，以为电路提供无噪声电源。

发明内容

如上所述，高PSRR在包括LDO稳压器的线性稳压器中是期望的。维持PSRR的传统方法通常涉及宽带宽和高增益。然而，这些方法需要大型器件和高功耗。在本发明的实施例中，使用如本文所述的插入到适当位置中的补偿电容，可以实现PSRR的显著提高，而无需大器件尺寸和高功耗。

根据本发明的一些实施例，线性稳压器电路包括电源端子和接地端子；以及差分放大器，耦合在所述电源端子和所述接地端子之间。差分放大器被配置为放大参考电压和经调节的输出电压之间的差值。所述差分放大器包括耦合在电源端子和接地端子之间的一对输入晶体管、一对偏置晶体管和一对电流镜晶体管。所述差分放大器还包括偏置电压，耦合到所述一对偏置晶体管中的每一个偏置晶体管的栅极节点；和虚拟接地节点，位于所述一对偏置晶体管中的一个偏置晶体管的源极节点处。线性稳压器还包括输出晶体管，其包括耦合到差分放大器的栅极节点、耦合到电源端子的源极节点和提供经调节的输出电压的漏极节点。线性稳压器还包括补偿电容器，耦合在电源端子和差分放大器中的虚拟接地节点之间以在电源端子和输出晶体管的栅极节点之间提供电流，以减少耦合到栅极节点的、降低了所述线性稳压器的PSRR(电源抑制比)的电容的影响。

在上述稳压器的一些实施例中，所述一对输入晶体管包括用于接收经调节的输出电压的样本的第一晶体管和用于接收参考电压的第二晶体管。所述一对偏置晶体管包括耦合在所述一对输入晶体管和所述一对电流镜晶体管之间的第三晶体管和第四晶体管。所述偏置电压耦合到第三晶体管和第四晶体管的相应栅极节点。所述一对电流镜晶体管包括第五晶体管和第六晶体管，其各自的栅极节点耦合在一起并耦合到所述第五晶体管的漏极节点。所述虚拟接地节点位于第三晶体管或第四晶体管的源极节点处。

在一些实施例中，第一、第二、第三和第四晶体管是N沟道晶体管，并且第五和第六晶体管是P沟道晶体管。

在一些实施例中，输出晶体管是P沟道晶体管，并且在输出晶体管的漏极节点处提供经调节的输出电压。

在一些实施例中，输出晶体管是N沟道晶体管，并且经调节的输出电压被提供到输出晶体管的源极节点。